电动客车冷却系统对整车的影响

2018-04-08夏云涛

大众汽车 2018年12期

夏云涛

上海申龙客车有限公司上海 201108

引言

电动汽车产业的发展证明了时代的进步，但是现阶段在研制和开发电动客车时，冷却系统对于整车的质量却起到严重的影响。电动客车在行驶过程中，冷却系统不仅要保证车辆整体的温度，还要负责车辆的安全，一旦冷却系统出现了故障，就会直接影响到驾驶员以及乘客的人身安全。在研究电动客车冷却系统对整车的作用时，应当首先分析各项关键技术。

1 电动客车冷却系统发展现状

在电动客车的正常使用中，驱动电机由于为整车提供质量，因此需要产生较大的功率，并且对应的发热程度较大，一旦冷却系统出现问题，影响到制冷活动就会导致车辆行驶的故障，甚至产生安全事故。为了可以提升电动客车行驶安全，必须要设计使用效率较高并且保证行驶安全，需要从冷却系统入手，选择合理的冷却装置，获得稳定效果。一般来说，都是通过采集电机、电机控制器、散热器等进出水温度，作为监控温度的主要指标，同时结合了风扇以及风冷风机等，来实现车体能耗的降低，带动电机系统的运行。当空气和冷却液温度达到了30℃时，在1KW的输入功率下，提供1.6KW的冷却能力，能够有效地实现制冷效果。图1为常见的电动客车冷却装置。

图1 电动客车冷却装置

目前的电动客车冷却系统发展已经获得了成功，但是却仍旧存在着几点问题影响了客车运行的质量，首先是电动客车冷却系统中，冷却装置的完善性，在一些电动汽车研制开发时，由于价位的原因，会在冷却系统方面进行一定的削弱。其次是在实际的研发中，电动冷却机的工作逻辑也有待完善。电动冷却系统的质量对于整车的质量影响重大，目前应该加大对电动冷却系统的研制，解决现阶段存在的一些问题，获得有效的成功，这样才能够保证电动冷却系统获得更好的进步，电动客车也可以进一步推广使用。

2 电动客车冷却系统关键技术

2.1 电机双冷却装置构成内容

电动客车当中，一般使用的电机双冷却装置主要包含了温度采集以及控制器，还有液冷系统的散热水箱、电子风扇、水泵以及水温传感器等。这些装置共同组成了测温系统，还能够通过采集电机对水泵以及风机等装置进行启动与停止的控制。电动客车冷却装置中，判断实时温度的方式是采集散热水箱中，进出水温度，以此来达到控制电子风扇转速的效果。散热水箱中的进出水，可以直接反映出机箱的实时运行状况，当水温在稳定范围内，就可以进行正常的散热和车辆行驶，当水温过热时，就需要加大制冷的力度将温度控制在合理的范畴。电机液冷装置的构成部件包含了膨胀水箱、散热水箱以及进出水温传感器和电子风扇、水泵等。其中，电机风冷装置还包含了车内的空滤器、电机以及风机等。在进行温度采集时，主要依靠的是ECU、散热器进出水温传感器以及电机温度信号等，这些装置的应用能够有效把控客车内部的各项设备温度。

2.2 双冷却装置连接方式

电动客车的冷却装置一般都是由以下几个部分构成的，首先是电机液冷装置，这一装置中主要通过不同的胶管和散热水箱进行通气口与钢管注水口的连接，并在膨胀水箱的另一个连接部位能够实现硅橡胶管以及三通钢管的联合。具体使用的过程里，能够在不同的部分综合形成一种循环，带动冷却活动的开展。而接下来的电机风冷装置则是由空调风通过硅橡胶管连入到不锈钢管当中，构成一种风口循环，保证带动热量的流动。最后是在温度采集以及控制机构中，一般都是通过ECU以及CAN的总线，来读取散热水箱等部位的运行状况，并且进行辅助控制。结合继电器，可以对水箱中散热风扇的启停和转速进行控制。从图2中可以看到冷却系统的控制器以及保险盒。

目前在电动客车的冷却系统中布置相对散热器，可以按照气流的方向，采用吹风式的风扇，或者是采用吸风式风扇，这两种风扇由于工作原理的不同，因此布置形式略有差距。吹风式风扇由于处于自然的环境中，可以由大气气流带动一部分热量消散在空气中，而吸风式风扇不同，吸风式风扇会由于系统自身工作原理的限制造成工作效率难以提升。因此使用吹风式风扇的情况较多，这种方式还可以大大提升电机的使用寿命，具有较为深远的影响。

图2 冷却系统的控制器以及保险盒

2.3 电动风扇控制方式

控制电动风扇能够促进电机的温度稳定，目前我国使用较多的电动客车冷却系统中，采用有刷电机的电动风扇，都是依靠CAN总线获得发动机内部水位，并且再通过电动风扇控制输出信号，影响风扇的转速。电动风扇的使用，要考虑到水温状况的监视，并且电压的输出会影响到电机的额定电压，风扇控制器的输出状况也会影响到气温的变化。风扇跟随着电机的转动而工作，但在电机使用时，风扇控制器的输出端信号又会发生改变，进而影响到电扇的实际使用效率。为了解决此问题，需要加强不同装置之间的控制联系，保证风扇转动的可控性和稳定性。

2.4 电机冷却系统工作逻辑

电机冷却系统工作的逻辑会影响到整车的运行状况，为了解决现存的一些使用问题，需要针对性的开展电机冷却系统工作逻辑的修复，保证有效启动水泵、风扇以及各类的温度调控装置，带动冷却液循环的合理进行。电机冷却系统工作逻辑主要分为以下三个部分：首先是水泵工作逻辑，电机冷却系统中，水泵存在的意义在于保证液冷散热系统的循环，同时为整车内部的电机温度做出调控作用[1]。而在时间中，水泵的工作状态是具有一定触发条件的，以此来节约能源降低能耗。一般触发的条件为电机温度高于电机控制器的温度，如果电机没有运行时，触发的条件则变成了电机温度在60℃以上。如果电机冷却系统的水泵停止工作，那么所需要的条件则是电机温度小于电机控制器的温度。目前为了保证电机的装置安全，一般都将水泵单次工作时间控制在一分钟以上。

其次是液冷电子风扇的工作逻辑，电动客车依靠液冷电子风扇促进液冷散热，这种装置实际工作中需要符合一定的条件，才可以发挥出自身作用。液冷电子风扇启动的前提条件是散热水箱中进水的温度已经超过了45℃，或者进水温度远大于出水的温度，这时电子风扇会进行低速的运转。低速运转目的在于利用较少的能源来进行排热工作，当低速转动不能够满足排热需求时，随着温度的提升就会加快电子风扇的运转速度。电子风扇的转速，会随着温度的提升呈现出直线的增长，当水温度达到了60℃以上，就会达到转速的一个较大值[2]。

最后电动客车冷却系统的使用还体现出风冷风机工作逻辑，电动客车风冷风机的存在，目的在于把控各项设备温度，同时构成了风冷散热系统的重要部分，风冷风机的工作逻辑是一个较为复杂的逻辑，在风机工作时，需要保证电机的温度已经高达100℃，或者是电机及时没有运转，温度也大于110℃。风冷风机的散热效果较为明显，同时也是电动客车冷却系统的核心环节。当内部电机温度下降到了95℃以下时，就会关闭。风冷风机的使用还会受到驱动电机温度以及电机控制器温度的影响，综合考虑到各项因素，风冷风机装置是目前电动客车内部最有效的降温措施之一。同时，还降低了车辆运行的危险性，保证车辆在夏季高温天气下的安全行驶。

3 电动客车冷却系统对整车的作用

电动客车的冷却系统应用，已经积累了丰富的经验，并且在当前仍旧处于不断的研制开发。电动客车冷却系统采用的大量散热方式以及散热流程，都是从传统客车散热方式上脱胎而来的，因此电动客车冷却效果与传统内燃机客车要更好。电动客车由于使用清洁能源，在能耗、环保等方面都有较强的优势，而冷却系统则是影响到车体自身质量的重要因素。首先，电动客车冷却协同对于车辆来说，有延长使用寿命的效果，电机冷却质量直接影响车辆运行效果，电动客车冷却还会一定程度上影响到车内乘客的乘坐舒适度。其次，使用有效的冷却系统大大提升了电动客车行驶安全，降低了由于电机过热引发一系列燃油泄漏以及车辆自燃事故发生的几率，对于我国交通运输事业的发展做出了重要的贡献[3]。最后，电动客车冷却系统的研制对于整车来说，还提供了新的研究进步方向，除了车辆的速度、能耗以及载客量以外，还可以从冷却系统入手，降低车辆的成本，提升车辆的品质，性价比更高的电动客车会拥有更加广阔的销售市场，带动电动客车产业的快速发展以及进步，推进我国交通事业朝向清洁化进一步发展。